Неодимовый (Nd-Fe-B) магнит — это обычный редкоземельный магнит, состоящий из неодима (Nd), железа (Fe), бора (B) и переходных металлов. Они обладают превосходными эксплуатационными характеристиками благодаря сильному магнитному полю, которое составляет 1,4 тесла (Т), единицу магнитной индукции или плотности потока.
Неодимовые магниты классифицируются по способу их изготовления, который является спеченным или скрепленным. Они стали наиболее широко используемыми магнитами с момента их разработки в 1984 году.
В своем естественном состоянии неодим ферромагнитен и может намагничиваться только при чрезвычайно низких температурах. Когда он соединяется с другими металлами, такими как железо, его можно намагничивать при комнатной температуре.
Два типа редкоземельных магнитов — неодимовые и самарий-кобальтовые. До открытия неодимовых магнитов наиболее часто использовались самарий-кобальтовые магниты (SmCo), но были заменены неодимовыми магнитами из-за дороговизны производства самарий-кобальтовых магнитов.
По сравнению с неодимовыми магнитами http://supermagnit.net самарий-кобальтовые магниты не такие прочные. Они имеют более высокий температурный диапазон и устойчивы к коррозии, что делает их идеальными для использования в стрессовых условиях.
Каковы свойства неодимового магнита?
Основной характеристикой неодимовых магнитов является их прочность для своего размера. Магнитное поле неодимового магнита возникает, когда к нему прикладывается магнитное поле и атомные диполи выравниваются, что представляет собой петлю магнитного гистерезиса. Когда магнитное поле снимается, часть центровки остается в намагниченном неодиме.
Марки неодимовых магнитов указывают на их магнитную силу. Чем выше номер марки, тем сильнее мощность магнита. Цифры основаны на их свойствах, выраженных в мегагауссовых эрстедах или MGOe, которые являются самой сильной точкой его кривой BH.
Шкала оценки «N» начинается с N30 и переходит в N52, хотя магниты N52 используются редко или только в особых случаях. За цифрой «N» могут следовать две буквы, например SH, которые указывают на коэрцитивную силу магнита (Hc). Чем выше Hc, тем более высокую температуру может выдержать магнит neo, прежде чем он потеряет свою мощность.
Когда-то самым сильным из неодимовых магнитов был N52. Его заменили на N55, который на 6% прочнее N52. Магниты N55 используются в приложениях, где требуется сильный магнит в ограниченном пространстве.
В таблице ниже перечислены наиболее распространенные марки неодимовых магнитов, используемых в настоящее время.
Свойства неодимовых магнитов
Остаточные свойства:
Когда неодим помещают в магнитное поле, атомные диполи выравниваются. После удаления из поля остается часть выравнивания, образующая намагниченный неодим. Остаточная мощность — это плотность магнитного потока, которая остается, когда внешнее поле возвращается от значения насыщения к нулю, что является остаточной намагниченностью. Чем выше остаточная мощность, тем выше плотность магнитного потока. Неодимовые магниты имеют плотность потока от 1,0 до 1,4 Т.
Остаточная прочность неодимовых магнитов варьируется в зависимости от способа их изготовления. Спеченные неодимовые магниты имеют T от 1,0 до 1,4. Скрепленные неодимовые магниты имеют T от 0,6 до 0,7.
Коэрцитивная сила:
После того, как неодим намагничен, его намагниченность не возвращается к нулевому значению. Чтобы вернуть его к нулевому значению, его необходимо вернуть обратно полем в противоположном направлении, которое называется коэрцитивной силой. Этим свойством магнита является его способность выдерживать воздействие внешней магнитной силы без размагничивания. Коэрцитивная сила — это мера напряженности магнитного поля, необходимая для снижения намагниченности магнита до нуля или сопротивления размагничиваемого магнита.
Коэрцитивная сила измеряется в единицах Эрстеда или амперах, обозначенных как Hc. Коэрцитивная сила неодимовых магнитов зависит от способа их изготовления. Спеченные неодимовые магниты имеют коэрцитивную силу от 750 Hc до 2000 Hc, в то время как скрепленные неодимовые магниты имеют коэрцитивную силу от 600 Hc до 1200 Hc.
Энергетический продукт:
Плотность магнитной энергии характеризуется максимальным значением плотности потока, умноженным на напряженность магнитного поля, которое представляет собой величину магнитного потока на единицу площади поверхности. Единицы измерения измеряются в теслах для единиц СИ и его Гауссах с символом плотности потока B. Плотность магнитного потока представляет собой сумму внешнего магнитного поля H и магнитной поляризации магнитного тела J в единицах СИ.
Постоянные магниты имеют В-поле в своей сердцевине и окружающей среде. Направление напряженности В-поля определяется точками внутри и снаружи магнита. Стрелка компаса в поле B магнита указывает направление поля.
Простого способа рассчитать плотность магнитного потока магнитных форм не существует. Существуют компьютерные программы, которые могут произвести расчет. Простые формулы можно использовать для менее сложных геометрий.
Напряженность магнитного поля измеряется в Гауссах или Теслах и является обычным измерением силы магнита, которая является мерой плотности его магнитного поля. Гауссметр используется для измерения плотности магнитного потока. Плотность магнитного потока для неодимового магнита составляет 6000 Гаусс или меньше, поскольку он имеет прямую кривую размагничивания.
Температура Кюри:
Температура кюри, или точка кюри, — это температура, при которой магнитные материалы меняют свои магнитные свойства и становятся парамагнитными. В магнитных металлах магнитные атомы выровнены в одном направлении и усиливают магнитное поле друг друга. Повышение температуры Кюри изменяет расположение атомов.
Коэрцитивная сила увеличивается с повышением температуры. Хотя неодимовые магниты обладают высокой коэрцитивной силой при комнатной температуре, она снижается при повышении температуры, пока не достигнет температуры Кюри, которая может составлять около 320 ° C или 608 ° F. Превышение температуры Кюри приводит к размагничиванию неодимового магнита, что не то же самое, что превышение рабочей температуры.
Независимо от того, насколько прочными могут быть неодимовые магниты, экстремальные температуры могут изменять их атомы. Длительное воздействие высоких температур может привести к тому, что они полностью потеряют свои магнитные свойства, которые начинаются при 80 ° C или 176 ° F.